激光熔覆包括兩部分：一，針對各種磨損，腐蝕，鉻痕，劃痕，拉傷等金屬缺陷的再制造修復；二，對需要提高硬度，耐磨度，防腐，耐高溫，無磁等要求的配件進行表面改性。
購買激光熔覆設備的客戶都需要購買一臺能同時完成上述兩種功能的設備。激光熔覆過程中的主要技術參數有三個：較高的表面功率密度，以便能將各種熔覆材料（包括含陶瓷、碳化鎢等難熔材料）與基體形成熔池達到冶金結合；大光斑快速熔覆，滿足各種大件，大面積缺陷修復或表面改性熔覆的要求；小光斑熔覆，滿足各種高精密配件，薄壁配件，易受熱變形配件的熔覆要求。目前應用在激光熔覆市場的設備有三種，即二氧化碳激光，半導體激光，YAG激光。
激光熔覆圖片
二氧化碳激光因其波長10.64μm，是半導體激光、YAG激光波長的10倍，相同輸出功率的設備，二氧化碳激光在熔覆時的表面功率密度是半導體激光和YAG激光的三分之一，而熱影響區是半導體激光和YAG激光的三倍。為增加表面功率密度必須增加設備的輸出功率，因此市場應用在熔覆市場的二氧化碳激光輸出功率都很大。一方面增加了設備的采購成本，另一方面，二氧化碳激光設備體積龐大，不適于現場修復和與各種熔覆工裝配合使用。二氧化碳激光運行成本，維修成本高，更換易損配件頻率高且價格昂貴。特別是二氧化碳激光熱影響區極高，被熔覆配件受熱變形率高，需要在熔覆過程中、熔覆后對熔覆配件進行復雜的保溫處理。所以，二氧化碳激光不是激光金屬熔覆工藝的最佳選擇。
光纖激光器原理圖
YAG激光是脈沖輸出方式，熔覆時被熔覆基體熱影響極低，可以修復薄壁件、小件、高精度極易變形配件。YAG激光結構簡單，易于修復，配件價格低，是修復行業初期創業者，熔覆量不是很大單位的首選設備。YAG激光的缺點是電光轉換率低，只有5%，因發光原理的限制不能生產1000W以上大功率激光設備，所以，YAG激光輸出功率小，熔覆效率低，不適于進行大配件，大面積熔覆。目前市場上應用的直接輸出半導體激光，輸出功率在2000W-6000W之間，半導體激光體積小，重量輕，電光轉換了達到50%，輸出激光波長808nm，976nm,1064nm等，解決了二氧化碳激光體積大、笨重、輸出激光波長長等缺點。解決了YAG激光不能生產大功率輸出激光的難題。但直接輸出半導體激光有兩個致命弱點：一是因為直接輸出半導體激光的光束整形困難，難于將激光輸出光斑整形到很小，所以直接輸出半導體激光不能進行薄壁件、小件、高精度易變形件的熔覆；二是直接輸出半導體激光激光器直接面對被熔覆基體，基體的熔池熱輻射對激光器發光bar條損傷極大，雖然國內某些公司聲稱能用光返技術解決熔池對激光器的熱輻射問題，但經過市場檢驗，防返技術并不成熟，出現大規模的退設備現象。國際上最好的激光器是光纖半導體激光，但價格昂貴，光纖半導體激光的高質量光束，對熔覆工藝是一種浪費。因為，熔覆工藝不需要1mm米以下的極小光斑。光線半導體激光易損件昂貴，售后時間長，不能滿足熔覆工藝的連續性。因為，維修的特點是大部分被修復配件都是企業停產等待修復，因激光設備耽擱配件修復周期，會給停產企業造成巨大損失。
能完好解決二氧化碳激光、YAG激光、直接輸出半導體激光存在的各種熔覆功能不足的方法就是選用光纖輸出半導體激光器。光纖輸出半導體激光器的優勢:一，半導體激光光束經光纖傳導輸出，能完成小光斑聚焦輸出，進而完成薄壁件，小件，高精度易變形配件的熔覆；二，半導體激光光束經光纖傳到輸出，光斑功率密度分布均勻，激光熔覆熔池無夾渣，噴濺低，熔覆層細膩，無氣眼；三，光纖輸出半導體激光光纖傳播距離長，光纖頭體積小，重量輕易與各種熔覆工裝、機械手配合使用；四，半導體激光經光纖傳導輸出，解決了直接輸出半導體激光熔池光輻射對激光器造成損害的難題；五，光纖輸出半導體激光體積小，重量輕，操作簡單，免維護，價格與直接輸出半導體激光價格相當。目前，能提供光纖輸出半導體激光器的有德國DILAS，Laserline，國內有河北瑞馳激光。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
